(57)【要約】【課題】  補間画素での動き情報を検出し、動き情報に応じて補間画素値を選択する動き適応型のＩＰ変換処理に於いて、動画として検出された補間画素に対してもできるだけ静止画としての補間画素値を用いることができるようにし、画質の向上を図ることの出来る走査線変換回路を提供する。【解決手段】  動き情報に応じてフィールド内補間データとフィールド間補間データとから補間画素値を選択する以外に、前フレームでの補間データを記憶しておく手段を設け、更にフレーム間で周辺に同じ画素情報を有する領域が存在するかどうかを判断し、存在する場合には前フレームでの補間データを補間画素値として選択する補間画素情報生成手段を備えることを特徴とする。【選択図】        図１
2006311061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛び越し走査による映像情報を受信し、補間画素情報を生成して順次走査の映像情報に変換する走査線変換回路において、
入力された前記飛び越し走査による映像情報をフィールド単位で複数フィールド期間に渡り記憶することができる映像情報記憶手段と、
入力された前記飛び越し走査による映像情報及び／又は前記映像情報記憶手段に記憶されている映像情報からフレーム間差信号を求めて画素毎の動きの有無を判断し、判断結果から補間画素における動き情報を生成する動き情報生成手段と、
入力された前記飛び越し走査による映像情報及び／又は前記映像情報記憶手段に記憶されている映像情報から、予め定められた領域毎に画素情報の一致する１フレーム期間過去に入力された映像情報での領域を求め、その領域の位置情報を出力する動き検出手段と、
入力された前記飛び越し走査による映像情報又は前記映像情報記憶手段に記憶されている映像情報において、補間画素周辺の画素情報からフィールド内補間画素情報を生成するフィールド内補間画素情報生成手段と、
後述する補間画素情報選択手段から出力される補間画素情報をフィールド単位で複数フィールド期間に渡り記憶することができる補間画素情報記憶手段と、
前記動き情報生成手段及び前記動き検出手段から出力される情報を基に、前記フィールド内補間画素情報生成手段により生成された画素情報又は前記映像情報記憶手段に記憶されている画素情報又は前記補間画素情報記憶手段に記憶されている画素情報のいずれかを選択し補間画素情報として出力する補間画素情報選択手段と、
を備えることを特徴とする走査線変換回路。
【請求項２】
前記動き検出手段は、予め定められた領域毎に画素情報の一致する１フレーム期間過去に入力された映像情報での領域を求める際に、その領域内で画素毎のフレーム間差信号を累積することにより差分情報を求め、差分情報が最小となる１フレーム期間過去に入力された映像情報での領域を検出し、更にその領域での差分情報と予め定められている閾値との比較を行い、その領域での差分情報が予め定められている閾値よりも小さい場合に一致していると判断することを特徴とする、請求項１に記載の走査線変換回路。
【請求項３】
飛び越し走査による映像情報を受信し、補間画素情報を生成して順次走査の映像情報に変換する走査線変換回路において、
入力された前記飛び越し走査による映像情報をフィールド単位で複数フィールド期間に渡り記憶することができる映像情報記憶手段と、
入力された前記飛び越し走査による映像情報及び／又は前記映像情報記憶手段に記憶されている映像情報からフレーム間差信号を求めて画素毎の動きの有無を判断し、判断結果から補間画素における動き情報を生成する動き情報生成手段と、
入力された前記飛び越し走査による映像情報及び／又は前記映像情報記憶手段に記憶されている映像情報から、予め定められた領域毎にその領域内で画素毎のフレーム間差信号を累積することにより差分情報を求め、差分情報が最小となる１フレーム期間過去に入力された映像情報での領域を検出し、その領域の位置情報及び差分情報を出力する動き検出手段と、
入力された前記飛び越し走査による映像情報又は前記映像情報記憶手段に記憶されている映像情報において、補間画素周辺の画素情報からフィールド内補間画素情報を生成するフィールド内補間画素情報生成手段と、
後述する補間画素情報選択手段から出力される補間画素情報をフィールド単位で複数フィールド期間に渡り記憶することができる補間画素情報記憶手段と、
前記動き検出手段から出力される差分情報を基に、前記フィールド内補間画素情報生成手段により生成された画素情報と前記補間画素情報記憶手段に記憶されている画素情報とを混合して出力する画素情報混合手段と、
前記動き情報生成手段から出力される情報を基に、前記映像情報記憶手段に記憶されている画素情報又は前記画素情報混合手段により生成された画素情報のいずれかを選択し補間画素情報として出力する補間画素情報選択手段と、
を備えることを特徴とする走査線変換回路。
【請求項４】
前記動き検出手段は、求めたフレーム間差信号のうち予め設定されている信号線の状態を無視するマスク手段を備え、前記マスク手段により得られた結果を最終的なフレーム間差信号とすることを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の走査線変換回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛び越し走査による映像情報を順次走査による映像情報に変換するための走査線変換回路に関する。つまり、テレビジョンにおける映像情報処理回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビジョン放送の方式として、従来のアナログ方式からデジタル方式への検討が開始され、デジタル化という新たな技術革新を契機として、テレビジョン放送が情報通信メディアとして更に高度化し、飛躍的な発展を遂げようとしている。既に国内では、ＣＳ（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ：通信衛星）を用いた放送や、ＢＳ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ：放送衛星）を用いた放送でデジタル化が実現されている。更には、地上波デジタル放送も開始した。
【０００３】
デジタルテレビジョン放送のメリットは、アナログ方式では１チャンネル分に相当する周波数帯域で、デジタル方式では３チャンネルの番組を伝送することができ、多チャンネル化が可能となることである。これにより、ニュースやスポーツ、或いはドラマなどを組み合わせたマルチ番組（混合多重編成番組）や、一つのチャンネル内で異なる三つの番組を放送するマルチチャンネル放送など、新たなサービスが実現される。
【０００４】
更にデジタルテレビジョン放送では、映像や音声の放送に限らず、各種のデータ放送を付加した統合型の放送サービスが可能となる。データ放送を付加したサービスとしては、テレビ番組にデータ情報を付加してマルチメディア的サービスを提供するものと、テレビ番組とは別の独立したサービスを提供するものとに分けられ、主なサービスとしては、視聴者参加型テレビ，ホームショッピング，各種情報サービス，いつでも好きな時に見ることのできる天気予報やニュースなどが挙げられる。
【０００５】
このようなデジタルテレビジョン放送に対応するために、テレビジョン放送の受信装置も進化を遂げており、薄型で大画面のプラズマディスプレイが登場したり、従来のブラウン管型のテレビ受像機もデジタルテレビジョン放送に対応した高精細な解像度を有するものが出ている。これらの表示装置では、従来の１ライン毎の飛び越し走査による映像表示ではなく、順次走査による映像の表示が行われる。そのため、従来のアナログテレビジョン放送を表示する場合には、飛び越し走査による映像情報を順次走査による映像情報に変換し（以下、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｌａｃｅ−Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ）変換と呼ぶ）、更に表示装置の有する解像度に映像情報を変換して表示を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
ここで、従来のＩＰ変換処理回路について、簡単に説明を行う。
【０００７】
図６は、一般的なＩＰ変換処理回路の構成を示すブロック図である。
【０００８】
１０１，１０２は、入力される映像情報をフィールド単位で記憶しておくためのフィールド情報記憶部、１０３は、現在入力されているフィールド情報と、フィールド情報記憶部（２）１０２から出力される、現在入力されているフィールド情報よりも１フレーム期間過去に入力されたフィールド情報との差分を見ることにより画素単位で動画情報であるか静止画情報であるかの判定を行い、更に求まった画素毎の動き情報から補間画素での動きを判定して出力する動き情報生成部、１０４は、入力される映像情報をライン単位で記憶しておくためのライン情報記憶部、１０７は、入力される２系統の信号の加算演算を行う加算器、１０８は、加算器１０７により加算された値の半分の値を求める除算器、１０９は、動き情報生成器１０３からの出力信号に応じ、フィールド情報記憶部（１）１０１から出力される、現在入力されているフィールド情報よりも１フィールド期間過去に入力された画素情報と、除算器１０８から出力される、補間画素位置の上下のラインにおける画素値の平均値とのいずれかを選択して補間画素値とする補間情報選択部、１０５，１０６は、それぞれ補間情報選択部１０９から出力される画素情報と入力された画素情報とをライン単位で記憶し、記憶した画素情報を入力された映像情報の倍の速さで読み出すための入出力速度変換部、１１０は、入出力速度変換部（１）１０５及び入出力速度変換部（２）１０６から出力される画素情報を１ライン毎に切り換えて出力する表示情報選択部である。
【０００９】
以上に説明した、従来のＩＰ変換処理回路による動作について、以下に説明を行う。
【００１０】
入力された飛び越し操作による映像情報は、フィールド情報記憶部（１）１０１及びライン情報記憶部１０４に入力され、それぞれから１フィールド期間遅延した画素情報と１ライン前の画素情報を得ることができる。ここで図７に、飛び越し走査により表示されるＮＴＳＣ（ｎａｔｉｏｎａｌ  ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ  ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）信号における映像情報が表示される様子を示す。ＮＴＳＣ信号では、（ｃ）に示すように、５２５本の水平ラインにより１画面が構成され、この１画面の単位をフレームと呼ぶ。更にフレームは、飛び越し走査により（ｄ）に示す奇数ラインを表現する奇数フィールドと（ｅ）に示す偶数ラインを表現する偶数フィールドとに分けられ、ＮＴＳＣ信号ではこの奇数フィールドと偶数フィールドの映像を交互に表示することにより５２５ラインの映像情報を表現している。即ち奇数フィールドと偶数フィールドは、お互いに不足しているライン情報を補間する関係にある。であるから、再び図６に戻ると、フィールド情報記憶部（１）１０１からは、補間しようとする画素の位置に相当する前フィールドでの画素情報が得られ、入力された映像情報とライン情報記憶部１０４からは、補間しようとする画素の上下のラインでの画素情報が得られることとなる。更に入力された映像情報とライン情報記憶部１０４からは、加算器１０７及び除算器１０８により補間しようとする画素の上下のラインにおける画素情報の平均値が求められ、動画時の補間画素情報として用いられる。
【００１１】
フィールド情報記憶部（１）１０１から出力される画素情報は、更にフィールド情報記憶部（２）１０２により１フィールド期間遅延させられ、入力されている映像情報よりも１フレーム期間遅延した映像情報、即ち、入力されている画素の位置に相当する１フレーム期間過去に入力された画素情報が得られこととなる。
【００１２】
次に、動き情報生成部１０３について説明を行う。
【００１３】
図８は、動き情報生成部１０３の一実施例を示すブロック図である。
【００１４】
図８において、１０３１は、現在入力されているフィールド情報と、フィールド情報記憶部（２）１０２から出力される、現在入力されているフィールド情報よりも１フレーム期間過去に入力されたフィールド情報との差分を求める減算器、１０３２は、減算器１０３１にて求まった差分値の絶対値を求める絶対値器、１０３３は、絶対値器１０３２にて求まった値と予め設定されている閾値とを比較し、絶対値器１０３２にて求まった値が閾値よりも小さい場合にはその画素が静止画であると判断して“０”を出力し、絶対値器１０３２にて求まった値が閾値よりも大きい場合或いは等しい場合にはその画素が動画であると判断して“１”を出力する閾値フィルタ回路で、これにより、入力された映像情報にノイズのような不正な画素情報が加わっている場合でも、多少の変動であればその影響を取り除くことが可能となる。１０３４は、閾値フィルタ回路１０３３から出力される画素毎の動き情報をライン単位で記憶しておくためのライン動き情報記憶部で、これによりライン動き情報記憶部１０３４からは、入力されている映像情報よりも１ライン前の画素での動き情報を得ることができる。１０３５は、２入力１出力のＯＲ素子であり、閾値フィルタ回路１０３３から出力される動き情報とライン動き情報記憶部１０３４から出力される１ライン前の画素での動き情報との論理和を求めることにより、補間画素での動き情報を判断して出力する。
【００１５】
再び図６に戻ると、補間情報選択部１０９では、動き情報生成部１０３から出力される動き情報が“０”である場合にはフィールド情報記憶部（１）１０１から出力される画素情報を、“１”である場合には除算器１０８から出力される画素情報を選択し、補間画素情報として出力する。
【００１６】
入出力速度変換部（１）１０５及び入出力速度変換部（２）１０６は、それぞれ補間情報選択部１０９から出力される補間画素情報と入力された映像情報をライン単位で記憶し、記憶された画素情報は、入力された映像情報の倍の速さで読み出され、表示情報選択部１１０により１ライン毎に入出力速度変換部（１）１０５から出力される画素情報と入出力速度変換部（２）１０６から出力される画素情報とが切り換えられて出力される。
【特許文献１】特開２００２−１１２２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら以上に説明を行った従来のＩＰ変換方式では、動き情報生成部１０３にて補間画素での動き情報が動画であると判断され、補間情報選択部１０９にて除算器１０８から出力される画素情報が補間画素値として選択された場合、同一フィールド内での上下のラインに位置する画素値の平均値が補間画素値となるため垂直方向の空間周波数が半分に低下してしまい、ぼやけた映像になってしまうという問題点がある。このような観点から、垂直方向の空間周波数を維持するためにもできる限り静止画として処理し、前フィールドでの画素値を補間画素値として用いた方が好ましい。
【００１８】
このような課題に対し、１フレーム期間過去の映像情報において周囲に似たような画素値を有する領域が無いかどうかを検出し、似たような画素値を有する領域がある場合にはその領域までの移動量、即ち動きベクトルを求め、更に移動している物体は均一の速度で移動しているという前提で求めた動きベクトルから前フィールドでの参照位置を決定し、その位置での画素値を補間画素値とする提案もある。
【００１９】
この提案は、１フレーム期間過去の映像情報と比較を行うことにより補間画素での動きを判断し、動画の場合には同一フィールド内での上下のラインに位置する画素値の平均値を補間画素値とし、静止画の場合には前フィールドでの画素値を補間画素値とする従来のＩＰ変換方式の手法はそのまま用い、更に動きベクトルを求める手段を設けることにより、求まった動きベクトルに応じて参照する１フレーム期間過去の映像情報の位置と前フィールドでの映像情報の位置とを調整するというものである。
【００２０】
ところが、以上に述べたような、求まった動きベクトルに応じて参照する１フレーム期間過去の映像情報の位置と前フィールドでの映像情報の位置とを調整するという手法では、移動している物体が均一の速度で移動していないような場合、誤った情報を補間画素値としてしまう恐れがある。
【００２１】
図９は、“Ｈ”という文字が右から左方向に水平に移動して表示される例を示している。即ち、（ｆ）を注目するフィールドの表示状態とすると、（ｇ），（ｈ）もそれぞれ１フィールド期間過去に溯った表示状態を示している。ここで、（ｆ）において斜め線で示した領域での補間画素値を求めるために、（ｈ）に示した１フレーム期間過去の映像情報において画素情報の一致する領域を検索することとなるが、その結果（ｈ）において斜め線で示した領域が一致する領域として検出される。従って、（ｆ）において斜め線で示した領域での補間画素値は、（ｆ）において斜め線で示した領域と（ｈ）において斜め線で示した領域との中間に位置する、（ｇ）に示した前フィールドでの映像情報のうち斜め線で示した領域での画素情報が用いられることとなる。
【００２２】
しかしここで、“Ｈ”という文字に関しては均一の速度で移動しているために、前フィールドでの映像情報により適切な補間が行われることとなるが、背景に関しては動いていないため、前フィールドでの映像情報を補間画素値としてしまうと誤った情報を補間画素値としてしまうこととなる。
【００２３】
本発明は以上の問題点を鑑みてなされたものであり、垂直方向の空間周波数の低下を抑えて画質の劣化を防止することの出来る走査線変換回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
飛び越し走査による映像情報を受信し、補間画素情報を生成して順次走査の映像情報に変換する走査線変換回路において、
請求項１記載の発明は、入力された前記飛び越し走査による映像情報をフィールド単位で複数フィールド期間に渡り記憶することができる映像情報記憶手段と、入力された前記飛び越し走査による映像情報及び／又は前記映像情報記憶手段に記憶されている映像情報からフレーム間差信号を求めて画素毎の動きの有無を判断し、判断結果から補間画素における動き情報を生成する動き情報生成手段と、入力された前記飛び越し走査による映像情報及び／又は前記映像情報記憶手段に記憶されている映像情報から、予め定められた領域毎に画素情報の一致する１フレーム期間過去に入力された映像情報での領域を求め、その領域の位置情報を出力する動き検出手段と、入力された前記飛び越し走査による映像情報又は前記映像情報記憶手段に記憶されている映像情報において、補間画素周辺の画素情報からフィールド内補間画素情報を生成するフィールド内補間画素情報生成手段と、後述する補間画素情報選択手段から出力される補間画素情報をフィールド単位で複数フィールド期間に渡り記憶することができる補間画素情報記憶手段と、前記動き情報生成手段及び前記動き検出手段から出力される情報を基に、前記フィールド内補間画素情報生成手段により生成された画素情報又は前記映像情報記憶手段に記憶されている画素情報又は前記補間画素情報記憶手段に記憶されている画素情報のいずれかを選択し補間画素情報として出力する補間画素情報選択手段と、を備えることを特徴とするものである。これにより、補間画素値を従来のＩＰ変換方式のように補間画素を含むフィールド内での画素情報から生成した補間画素値と前フィールドでの画素値とから選択する以外に、１フレーム期間過去において用いられた補間画素値からも選択することができるようになり、１フレーム期間過去に入力された映像情報において周囲に画素情報の一致する領域が無いかどうかを検出し、一致する領域が無い場合には従来通り動き情報に応じて補間画素を含むフィールド内での画素情報から生成した補間画素値と前フィールドでの画素値とから補間画素値を選択し、一致する領域がある場合には１フレーム期間過去において用いられた補間画素値を選択することとなり、例え補間画素での動き情報が動画であると判断されても過去において静止画であると判断された情報であれば、垂直方向の空間周波数の低下させること無く、補間画素情報を生成することが可能となる。
【００２５】
また請求項２記載の発明は、請求項１記載の動き検出手段が、予め定められた領域毎に画素情報の一致する１フレーム期間過去に入力された映像情報での領域を求める際に、その領域内で画素毎のフレーム間差信号を累積することにより差分情報を求め、差分情報が最小となる１フレーム期間過去に入力された映像情報での領域を検出し、更にその領域での差分情報と予め定められている閾値との比較を行い、その領域での差分情報が予め定められている閾値よりも小さい場合に一致していると判断することを特徴とするものである。これにより、予め定められた領域毎に画素情報の一致する１フレーム期間過去に入力された映像情報での領域を求める際に、画素情報の完全に一致する領域が無い場合にでも、近い画素情報を有する領域が求められ、ノイズのような不規則な画素値の変動があったとしても多少の誤差を排除することができ、１フレーム期間過去において用いられた補間画素値を利用して新規の補間画素情報を生成することが可能となる。
【００２６】
また請求項３記載の発明は、入力された前記飛び越し走査による映像情報をフィールド単位で複数フィールド期間に渡り記憶することができる映像情報記憶手段と、入力された前記飛び越し走査による映像情報及び／又は前記映像情報記憶手段に記憶されている映像情報からフレーム間差信号を求めて画素毎の動きの有無を判断し、判断結果から補間画素における動き情報を生成する動き情報生成手段と、入力された前記飛び越し走査による映像情報及び／又は前記映像情報記憶手段に記憶されている映像情報から、予め定められた領域毎にその領域内で画素毎のフレーム間差信号を累積することにより差分情報を求め、差分情報が最小となる１フレーム期間過去に入力された映像情報での領域を検出し、その領域の位置情報及び差分情報を出力する動き検出手段と、入力された前記飛び越し走査による映像情報又は前記映像情報記憶手段に記憶されている映像情報において、補間画素周辺の画素情報からフィールド内補間画素情報を生成するフィールド内補間画素情報生成手段と、後述する補間画素情報選択手段から出力される補間画素情報をフィールド単位で複数フィールド期間に渡り記憶することができる補間画素情報記憶手段と、前記動き検出手段から出力される差分情報を基に、前記フィールド内補間画素情報生成手段により生成された画素情報と前記補間画素情報記憶手段に記憶されている画素情報とを混合して出力する画素情報混合手段と、前記動き情報生成手段から出力される情報を基に、前記映像情報記憶手段に記憶されている画素情報又は前記画素情報混合手段により生成された画素情報のいずれかを選択し補間画素情報として出力する補間画素情報選択手段と、を備えることを特徴とするものである。これにより、予め定められた領域毎に画素情報の一致する１フレーム期間過去に入力された映像情報での領域を求める際に、画素情報の完全に一致する領域が無い場合にでも近い画素情報を有する領域を求められ、その領域において用いられた補間画素値を利用して新規の補間画素情報が生成されることとなり、１フレーム期間過去において用いられた補間画素値を利用する機会が増加することとなる。更に差分情報に応じて補間画素周辺の画素情報から生成した画素情報と１フレーム期間過去において用いられた補間画素情報とを混合して用いることにより、完全に一致しない領域での１フレーム期間過去において用いられた補間画素情報を利用することによる補間画素情報の不正確さが緩和されることとなる。
【００２７】
また請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の動き検出手段が、求めたフレーム間差信号のうち予め設定されている信号線の状態を無視するマスク手段を備え、前記マスク手段により得られた結果を最終的なフレーム間差信号とすることを特徴とするものである。これにより、ノイズのような不規則な画素値の変動があったとしても多少の誤差を簡単な構成を施すことで排除することが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
飛び越し走査による映像情報を順次走査の映像情報に変換する映像情報処理回路に於いて、
第１実施例で示した構成によれば、従来のＩＰ変換方式のように同一フィールド内での上下のラインに位置する画素値から生成した補間画素値と前フィールドでの画素値とから新規に生成する補間画素値を選択する以外に、１フレーム期間過去において用いられた補間画素情報を複数フィールド期間に渡り記憶しておくことのできる手段を設け、更に１フレーム期間過去に入力された映像情報において画素情報の一致する領域が無いかどうかを検出する手段を設けたことにより１フレーム期間過去において用いられた補間画素値からも選択できるようにし、１フレーム期間過去に入力された映像情報において画素情報の一致する領域がある場合には１フレーム期間過去において用いられた補間画素情報をそのまま新規に生成する補間画素情報として用いることで、例え補間画素での動き情報が動画であると判断されても過去において静止画であると判断された情報であれば、垂直方向の空間周波数の低下させること無く、補間画素情報を生成することが可能となる。
【００２９】
更に第２実施例で示した構成によれば、補間画素での動きが静止画であると判断された場合には前フィールドでの画素情報を補間画素情報として出力し、補間画素での動きが動画であると判断された場合には更に１フレーム期間過去に入力された映像情報に画素情報が一致する領域があるかどうかを判断し、１フレーム期間過去に入力された映像情報に画素情報が一致する領域が無い場合には補間画素を含むフィールド内での画素情報から生成した画素値を、一致する領域がある場合には１フレーム期間過去において生成された補間画素値を、一致する領域は無いが近い画素情報を有する領域が存在する場合には補間画素を含むフィールド内での画素情報から生成した画素値と１フレーム期間過去において生成された補間画素値とを混合することにより生成した画素情報を新規の補間画素情報として出力することとなり、これにより１フレーム期間過去に入力された映像情報に画素情報が一致する領域が無い場合でも、近い画素情報を有する領域が存在すれば、１フレーム期間過去において用いられた補間画素値を利用して補間画素情報を生成することが可能となるとともに、画素情報が一致しない１フレーム期間過去において用いられた補間画素値を利用することによる、新規に生成された補間画素情報の不正確さが補われることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【実施例】
【００３１】
（第１実施例）
図１は、本発明の一実施形態としてのＩＰ変換処理回路の構成を示したブロック図である。
【００３２】
図１において、１１１，１１２は、補間情報選択部１０９から出力される補間情報をフィールド単位で記憶するフィールド補間情報記憶部、１１３は、ブロックマッチング法等従来の動きベクトルを求めるための手法により構成されるブロック一致検出部であり、入力される映像情報と、フィールド情報記憶部（２）１０２から出力される、入力される映像情報よりも１フレーム期間過去に入力された映像情報とを比較することにより、入力された映像情報のうち予め定められた領域毎に１フレーム期間過去に入力された映像情報におけるその周辺の領域で同じ画素情報を有する領域が無いかどうかを検出し、画素情報の一致する領域がある場合には一致する領域があったことを示す一致情報を出力するとともに、入力された映像情報の領域と検出された１フレーム期間過去に入力された映像情報の領域との位置情報を出力するものである。１１４は、ブロック一致検出部１１３から出力される、一致する領域があったかどうかを示す１ビットで表現される一致情報と、動き情報生成１０３から出力されるやはり１ビットで表現される補間画素の動き情報とをフィールド単位で記憶するフィールド動き情報記憶部である。１０９は、図６で示した従来のＩＰ変換処理回路で説明した補間情報選択部であるが、ここではフィールド情報記憶部（２）１０２から出力される画素情報と除算器１０８から出力される画素情報以外にフィールド補間情報記憶部（２）１１２から出力される画素情報が入力され、フィールド動き情報記憶部１１４から出力される一致情報と動き情報に従いこれら３つの画素情報のいずれかを選択して補間画素情報として出力する。その他の構成要因に関しては、図６で示した従来のＩＰ変換処理回路として説明したものと同じである。
【００３３】
次に、以上に説明した構成による、本発明におけるＩＰ変換処理回路の動作について説明を行う。ここで、図１に示した実施形態では、ｎ＋１フィールドでの映像情報が入力されており、フィールド情報記憶部（１）１０１からはｎフィールドでの映像情報が出力され、フィールド情報記憶部（２）１０２からはｎ−１フィールドでの映像情報が出力されるものとする。
【００３４】
動き情報生成部１０３では、入力されたｎ＋１フィールドでの映像情報とフィールド情報記憶部（２）１０２から出力されるｎ−１フィールドでの映像情報とからｎ＋１フィールドでの動き情報が求められて出力される。ブロック一致検出部１１３にも同様に、入力されたｎ＋１フィールドでの映像情報とフィールド情報記憶部（２）１０２から出力されるｎ−１フィールドでの映像情報とが入力され、予め定められている領域単位で入力されたｎ＋１フィールドでの映像情報に対しフィールド情報記憶部（２）１０２から出力されるｎ−１フィールドでの映像情報の中に同じ画素情報を有する領域があるかどうかを検索し、ある場合にはその領域での一致情報を“１”とし、無い場合にはその領域での一致情報を“０”として画素毎に出力する。動き情報生成部１０３から出力される動き情報及びブロック一致検出部１１３から出力される一致情報は、フィールド動き情報記憶部１１４に記憶されることにより１フィールド期間遅れてフィールド動き情報記憶部１１４から出力されることとなる。即ちフィールド動き情報記憶部１１４からはｎフィールドでの動き情報と一致情報が出力される。
【００３５】
また補間情報選択部１０９には、補間しようとするフィールドよりも１フィールド期間過去に入力された画素情報としてフィールド情報記憶部（２）１０２から出力されるｎ−１フィールドでの画素情報が入力され、また除算器１０８から補間画素位置の上下のラインにおける画素値の平均値を得るために、ライン情報記憶部１０４及び加算器１０７へはフィールド情報記憶部（１）１０１から出力されるｎフィールドでの画素情報が入力され、これにより補間情報選択部１０９からはｎフィールドでの補間画素情報が出力されることとなる。補間情報選択部１０９から出力されたｎフィールドでの補間画素情報は入出力速度変換部（１）１０５へ入力され、また、入出力速度変換部（２）１０６へはフィールド情報記憶部（１）１０１から出力されるｎフィールドでの画素情報が入力される。入出力速度変換部（１）１０５及び入出力速度変換部（２）１０６に入力された画素情報は、図６で示した従来のＩＰ変換処理回路にて説明したように入力された映像情報の倍の速さで読み出され、表示情報選択部１１０により１ライン毎に入出力速度変換部（１）１０５から出力される画素情報と入出力速度変換部（２）１０６から出力される画素情報とが切り換えられて出力されることとなる。
【００３６】
補間情報選択部１０９から出力された補間画素情報は、同時にフィールド補間情報記憶部（１）１１１に記憶され、フィールド補間情報記憶部（１）１１１に記憶された補間画素情報は、ブロック一致検出部１１３にて１フレーム期間過去に入力された映像情報に一致する領域があると検出された場合に、一致する領域での補間画素情報が読み出されてフィールド補間情報記憶部（２）１１２に記憶される。
【００３７】
図２は、ブロック一致検出部１１３において、１フレーム期間過去に入力された映像情報に一致する領域が検出された時の様子を示したものである。図２において、（ａ）は注目するフィールドの表示状態、（ｂ）はその１フレーム期間過去における表示状態を示している。ここで、（ａ）において斜め線で示した、右上隅に位置する座標が縦方向に“Ｘ”、横方向に“Ｙ”とする矩形領域に注目すると、（ａ）で示した注目している矩形領域と同じ画素情報を有する矩形領域が、（ｂ）において斜め線で示した、右上隅に位置する座標が縦方向に“Ｘ＋ΔＸ”、横方向に“Ｙ＋ΔＹ”とする領域に存在する様子を示している。
【００３８】
再び図１に戻ると、ブロック一致検出部１１３では１フレーム期間過去に入力された映像情報に一致する領域があった場合に、フィールド補間情報記憶部（１）１１１に記憶された補間画素情報を読み出すためのアドレス情報として（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ＋ΔＹ）の座標を右上に位置する矩形領域のアドレス情報を出力し、同時にフィールド補間情報記憶部（１）１１１から出力された補間画素情報をフィールド補間情報記憶部（２）１１２に書き込むためのアドレス情報として（Ｘ，Ｙ）の座標を右上に位置する矩形領域のアドレス情報を出力する。これによりフィールド補間情報記憶部（１）１１１からは、（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ＋ΔＹ）の座標を右上に位置するｎ−１フィールドでの補間画素情報が矩形領域に対応する画素分出力されて、フィールド補間情報記憶部（２）１１２の（Ｘ，Ｙ）の座標を右上に位置する矩形領域に書き込まれることとなる。更にフィールド補間情報記憶部（２）１１２からは、記憶されている補間画素情報がｎ−２フィールドでの補間画素情報として読み出され、補間情報選択部１０９へ入力される。
【００３９】
補間情報選択部１０９では、フィールド情報記憶部（２）１０２から出力されるｎ−１フィールドでの画素情報と除算器１０８から出力される補間画素位置の上下のラインにおける画素値の平均値と、更に以上に説明したフィールド補間情報記憶部（２）１１２から出力されるｎ−２フィールドでの補間画素情報の中から、フィールド動き情報記憶部１１４から出力される動き情報と一致情報に従い、ｎフィールドでの補間画素値を決定することとなる。
【００４０】
図３に、補間情報選択部１０９にてｎフィールドでの補間画素情報が決定される様子を示す。即ち補間情報選択部１０９では、フィールド動き情報記憶部１１４から出力される一致情報が“１”で１フレーム期間過去に入力された映像情報に一致する領域がある場合には、情報記憶部１１４から出力される動き情報に依らず必ずフィールド補間情報記憶部（２）１１２から出力されるｎ−２フィールドでの補間画素情報が選択され、フィールド動き情報記憶部１１４から出力される一致情報が“０”で１フレーム期間過去に入力された映像情報に一致する領域がない場合には、フィールド動き情報記憶部１１４から出力される動き情報に応じ、従来でのＩＰ変換方式と同様に動画の場合には同一フィールド内での上下のラインに位置する画素値の平均値を補間画素値とし、静止画の場合には前フィールドでの画素値を補間画素値として出力する。即ち、フィールド動き情報記憶部１１４から出力される動き情報が“１”の場合には除算器１０８から出力される補間画素を含むフィールド内で生成した画素情報を選択し、“０”の場合にはフィールド情報記憶部（２）１０２から出力されるｎ−１フィールドでの画素情報を選択してｎフィールドでの補間画素値として出力する。
【００４１】
以上説明した構成によれば、従来のＩＰ変換方式のように同一フィールド内での上下のラインに位置する画素値から生成した補間画素値と前フィールドでの画素値とから新規に生成する補間画素値を選択する以外に、１フレーム期間過去において用いられた補間画素情報を複数フィールド期間に渡り記憶しておくことのできる手段を設け、更に１フレーム期間過去に入力された映像情報において画素情報の一致する領域が無いかどうかを検出する手段を設けたことにより、１フレーム期間過去において用いられた補間画素値からも選択できるようにしたものである。これにより、１フレーム期間過去に入力された映像情報において画素情報が一致する領域が無い場合には従来通り動き情報に応じて同一フィールド内での上下のラインに位置する画素値から生成した補間画素値と前フィールドでの画素値とから新規に生成する補間画素値のどちらかを選択して新規に生成する補間画素値とし、一致する領域がある場合には１フレーム期間過去において用いられた補間画素情報をそのまま新規に生成する補間画素情報として用いることとなり、例え補間画素での動き情報が動画であると判断されても過去において静止画であると判断された情報であれば、垂直方向の空間周波数の低下させること無く、補間画素情報を生成することが可能となる。
【００４２】
尚、本例では各機能の役割を判り易く説明する目的で動き情報生成部１０３とブロック一致検出部１１３とを分けて記述したが、機能的には動き情報生成部１０３もブロック一致検出部１１３と同様に画素毎のフレーム間差信号から動き情報を求めるものであるため、動き情報生成部１０３とブロック一致検出部１１３とを１つにまとめ、例えばブロック一致検出部１１３から補間画素での動き情報を出力するとしても本発明の意図する所と変わるものではない。
【００４３】
また、ブロック一致検出部１１３では１フレーム期間過去に入力された映像情報に一致する領域があるかどうかを求めるとしたが、ブロック一致検出部１１３で求まった画素毎のフレーム間差信号のうち下位数ビットをマスクする手段を設けることにより、或いは第２実施例で説明するようにその領域内での画素毎のフレーム間差信号を累積することにより差分情報を求め、その差分情報が最小となる領域を検出し、更にその領域での差分情報と予め定められている閾値との比較を行い、その領域での差分情報が予め定められている閾値よりも小さい場合に一致していると判断する手段を設けることにより、画素情報が完全に一致する領域が無い場合には近い画素情報を有する領域を画素情報の一致する領域として求めるようにすることも可能であり、このような手段を講じた場合でも同様に本発明の意図する所と変わるものではない。
【００４４】
（第２実施例）
第１実施例では、従来のＩＰ変換方式のように補間画素を含むフィールド内で生成した補間画素値と前フィールドでの画素値とから新規に生成する補間画素値を選択する以外に、１フレーム期間過去において用いられた補間画素情報を複数フィールド期間に渡り記憶しておくことのできる手段を設け、更に１フレーム期間過去に入力された映像情報において周囲に画素情報の一致する領域が無いかどうかを検出する手段を設けることにより、１フレーム期間過去において用いられた補間画素情報からも選択できるようにした手段について説明を行った。また、１フレーム期間過去に入力された映像情報に画素情報が完全に一致する領域が無い場合でも、画素毎のフレーム間差信号のうち下位数ビットをマスクする手段を設けることにより、或いはその領域内での画素毎のフレーム間差信号を累積することにより差分情報を求め、その差分情報が最小となる領域を検出し、更にその領域での差分情報と予め定められている閾値との比較を行い、その領域での差分情報が予め定められている閾値よりも小さい場合に一致していると判断する手段を設けることにより、近い画素情報を有する領域を画素情報の一致する領域として求めるようにする手段ついても説明を行った。
【００４５】
即ち第１実施例で説明した手段に依れば、画素情報にノイズのような多少の画素値の変動が含まれたとしても、画素毎のフレーム間差信号のうち下位数ビットをマスクする手段或いは差分情報と予め定められている閾値とを比較する手段を設けることにより、その影響を排除することが可能となるが、あくまでも１フレーム期間過去において用いられた補間画素値を新規に生成する補間画素値として用いるとする条件は、ノイズのような多少の画素値の変動要因を除いた状態で、１フレーム期間過去に入力された映像情報に画素情報の一致する領域があった場合である。
【００４６】
本例では、１フレーム期間過去に入力された映像情報に画素情報が一致する領域が無い場合でも、近い画素情報を有する領域が存在すれば、１フレーム期間過去において用いられた補間画素値を利用して新規に補間画素情報を生成する手段について説明を行う。
【００４７】
図４は、本実施例でのＩＰ変換処理回路の一構成例を示したブロック図である。
【００４８】
図４において、１１３は、図１で示した第１実施例でのＩＰ変換処理回路で説明したブロック一致検出部であるが、一致する領域があったことを示す一致情報を出力する代わりに、予め定められた範囲の領域内で画素毎のフレーム間差信号を累積することにより求めた差分情報を、本例では８ビットの情報として出力する。１１４は、ブロック一致検出部１１３から出力される８ビットで表現される差分情報と、動き情報生成部１０３から出力されるやはり１ビットで表現される補間画素の動き情報とをフィールド単位で記憶するフィールド動き情報記憶部である。１１５は、フィールド動き情報記憶部１１４から出力される８ビットの差分情報に従い、フィールド補間情報記憶部（２）１１２から出力される画素情報と除算器１０８から出力される画素情報とを混合して出力する補間情報混合部である。１０９は、図６で示した従来のＩＰ変換処理回路で説明した補間情報選択部であり、ここではフィールド動き情報記憶部１１４から出力される動き情報に従い、フィールド情報記憶部（２）１０２から出力される画素情報と補間情報選択部１１５から出力される画素情報のいずれかを選択して補間画素情報として出力することとなる。その他の構成要因に関しては、図６で示した従来のＩＰ変換処理回路、及び図１で示した第一実施例としてのＩＰ変換処理回路で説明したものと同じである。
【００４９】
次に、以上に説明した構成による、本発明におけるＩＰ変換処理回路の動作について説明を行う。
【００５０】
ブロック一致検出部１１３からは、入力された映像情報の領域についての位置情報と映像情報の一致が検出された１フレーム期間過去に入力された映像情報の領域についての位置情報が出力されるとともに、前述した通り予め定められた範囲の領域内で画素毎のフレーム間差信号を累積することにより求めた８ビットで表現される差分情報が出力される。補間情報混合部１１５では、このブロック一致検出部１１３にて生成された８ビットの差分情報に従い、フィールド補間情報記憶部（２）１１２から出力される画素情報と除算器１０８から出力される画素情報とを混合して出力することとなる。ここで本例では、ブロック一致検出部１１３から出力される差分情報は一旦フィールド動き情報記憶部１１４に記憶され、１フィールド期間遅延させられた差分情報が補間情報混合部１１５に入力されるとしている。フィールド補間情報記憶部（１）１１１に書き込まれた補間情報選択部１０９から出力された補間画素情報は、第１実施例で説明した通り、ブロック一致検出部１１３から出力される位置情報（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ＋ΔＹ）に従って読み出され、同時にブロック一致検出部１１３から出力される位置情報（Ｘ，Ｙ）に従ってフィールド補間情報記憶部（２）１１２に書き込まれることとなる。これによりフィールド補間情報記憶部（２）１１２からは、１フレーム期間過去において生成された補間画素情報が読み出されることとなる。
【００５１】
図５は、補間情報混合部１１５にて、フィールド動き情報記憶部１１４から出力される８ビットの差分情報に応じ、フィールド補間情報記憶部（２）１１２から出力される画素情報と除算器１０８から出力される画素情報とが混合される様子を示したものである。
【００５２】
本例ではブロック一致検出部１１３にて生成される差分情報を８ビットで表現するとしているため最大で表現できる差分情報は“２５５”となり、それを超えてフレーム間差信号が累積される場合には差分情報は最大値である“２５５”として出力されるものとする。
【００５３】
ブロック一致検出部１１３にて生成された差分情報が“０”である場合には、１フレーム期間過去に入力された映像情報に画素情報が一致する領域が存在することとなり、この場合には補間情報混合部１１５からは、フィールド補間情報記憶部（２）１１２から出力される１フレーム期間過去において生成された補間画素情報が出力されることとなる。差分情報が“２５５”である場合には、１フレーム期間過去に入力された映像情報に画素情報が近い領域が存在しないこととなり、この場合には補間情報混合部１１５からは、除算器１０８から出力される補間画素を含むフィールド内で生成した画素情報が出力されることとなる。差分情報が“１”から“２５４”までの範囲の場合、１フレーム期間過去に入力された映像情報に画素情報が近い領域が存在することとなり、この場合にはフィールド補間情報記憶部（２）１１２から出力される１フレーム期間過去において生成された補間画素情報と除算器１０８から出力される補間画素を含むフィールド内で生成した画素情報とが、予め設定されている混合比に従って混合されて出力されることとなる。ここで差分情報が“１”から“２５４”までの範囲での混合比は、一方が０パーセントから１００パーセントの範囲で直線的に変化するものであったり、または０パーセントから１００パーセントの範囲で段階的に変化するものであったり、或いは補間画素を含むフィールド内で生成した画素情報または１フレーム期間過去において生成された補間画素情報のどちらかに比重を置いて変化させるものであったりと、いくつかの設定が考えられるが、いずれの混合比を選択したとしても本発明の意図する所と変わるものではない。
【００５４】
再び図４に戻ると、補間画素情報選択部１０９では、フィールド動き情報記憶部１１４から出力される動き情報に従い、フィールド情報記憶部（２）１０２から出力される画素情報と補間情報混合部１１５から出力される画素情報のいずれかを選択して補間画素情報として出力することとなる。即ち、フィールド動き情報記憶部１１４から出力される動き情報が“０”である場合には、補間画素での動きが無いためフィールド情報記憶部（２）１０２から出力される前フィールドでの画素情報を補間画素情報として出力し、“１”である場合には補間情報混合部１１５から出力される画素情報、即ち１フレーム期間過去に入力された映像情報に画素情報の一致する領域が無い場合には除算器１０８から出力される補間画素を含むフィールド内で生成した画素情報を、一致する領域がある場合にはフィールド補間情報記憶部（２）１１２から出力される１フレーム期間過去において生成された補間画素情報を、一致する領域は無いが近い画素情報を有する領域が存在する場合には除算器１０８から出力される補間画素を含むフィールド内で生成した画素情報とフィールド補間情報記憶部（２）１１２から出力される１フレーム期間過去において生成された補間画素情報とを混合することにより生成した画素情報を新規の補間画素情報として出力することとなる。
【００５５】
以上説明した構成によれば、１フレーム期間過去に入力された映像情報に画素情報が一致する領域が無い場合でも、近い画素情報を有する領域が存在すれば、１フレーム期間過去において用いられた補間画素値を利用して補間画素情報を生成することとなるが、その際に単純に１フレーム期間過去において用いられた補間画素値をそのまま新規に生成する補間画素情報として用いるのではなく、補間画素を含むフィールド内での画素情報から生成した画素値と混合して生成した画素情報を用いることにより、画素情報が一致しない１フレーム期間過去において用いられた補間画素値を利用することによる新規に生成された補間画素情報の不正確さが補われることとなる。
【００５６】
尚本例においても、第１実施例で述べた通り各機能の役割を判り易く説明する目的で動き情報生成部１０３とブロック一致検出部１１３とを分けて記述しているが、機能的には動き情報生成部１０３もブロック一致検出部１１３と同様に画素毎のフレーム間差信号を求めることにより動き情報を求めるものであるため、動き情報生成部１０３とブロック一致検出部１１３とを１つにまとめ、例えばブロック一致検出部１１３から補間画素での動き情報を出力するとしても本発明の意図する所と変わるものではない。
【００５７】
また、ブロック一致検出部１１３で求まった画素毎のフレーム間差信号のうち下位数ビットをマスクする手段を設けることにより、或いはブロック一致検出部１１３で求まった差分情報と予め定められている閾値との比較を行い、その領域での差分情報が予め定められている閾値よりも小さい場合に一致していると判断する手段を設けることにより、ノイズのような不規則な画素値の変動があったとしても多少の誤差を排除することが可能であり、このような手段を講じた場合でも同様に本発明の意図する所と変わるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１実施例におけるＩＰ変換処理回路の構成を示したブロック図
【図２】本発明の第１実施例におけるブロック一致検出部にて１フレーム期間過去に入力された映像情報に一致する領域が検出される様子を示した模式図
【図３】本発明の第１実施例における補間情報選択部にて補間画素情報が選択される様子を示す模式図
【図４】本発明の第２実施例におけるＩＰ変換処理回路の構成を示したブロック図
【図５】本発明の第２実施例における補間情報混合部にて、ブロック一致検出部にて生成された差分情報に応じ、１フレーム期間過去において生成された補間画素情報と補間画素を含むフィールド内での画素情報から生成した補間画素情報とが混合される様子を示した模式図
【図６】従来のＩＰ変換処理回路の構成を示したブロック図
【図７】インターレース走査方式の映像情報にて表示される様子を示した模式図
【図８】従来の動き検出生成器の構成を示したブロック図
【図９】表示画面の一例を示した模式図
【符号の説明】
【００５９】
１０１，１０２  フィールド情報記憶部
１０３  動き情報生成部
１０４  ライン情報記憶部
１０５，１０６  入出力速度変換部
１０７  加算器
１０８  除算器
１０９  補間情報選択部
１１０  表示情報選択部
１１１，１１２  フィールド補間情報記憶部
１１３  ブロック一致検出部
１１４  フィールド動き情報記憶部
１１５  補間情報混合部
１０３１  減算器
１０３２  絶対値器
１０３３  閾値フィルタ回路
１０３４  ライン動き情報記憶部
１０３５  ＯＲ素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006311061.tif 000009
【図８】
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【図９】
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